新疆生地所在环境因子影响湖泊沉积物微生物多样性和汞循环机制研究中获进展

　　汞是一种全球性污染物，人为来源的汞排放每年约占全球大气汞排放总量的30％。大气中的汞可通过干湿沉降进入地表水和土壤，环境因素的变化可导致汞的转化。从无机汞转化而来的甲基汞（MeHg）可通过食物链进行生物积累，对人类健康构成威胁。微生物活动在汞生物地球化学循环中发挥着关键作用。如：merA基因编码的汞还原酶能够将Hg²⁺还原为Hg⁰。湖泊中的汞污染也会影响沉积物微生物群落结构和功能。已有研究报道长期汞污染严重影响细菌和真菌群落组成和多样性。

　　干旱区的湖泊具有其特殊性，盐碱化程度高、藻菌生物膜广布。藻菌生物膜衰亡之后是沉积物中有机质的重要补充。研究汞污染条件下，盐度和藻类生物质对沉积物微生物多样性和汞循环基因丰度的影响，对于分析干旱区湖泊沉积物汞的生物地球化学循环具有重要意义。

　　中国科学院新疆生态与地理研究所环境污染与生态修复实验室副研究员宋文娟以干旱区湖泊沉积物和湖泊水体为研究对象，室内模拟构建微宇宙实验。采用qPCR技术研究汞还原酶基因（merA）和汞甲基化基因（hgcA）的丰度；采用高通量测序的方法研究微宇宙体系中微生物多样性组成和组间的差异。

　　研究发现，沉积物中对汞还原和甲基化中起关键作用的是细菌而非古细菌。高含量的汞会降低merA和hgcA的丰度，且导致汞甲基化微生物（Ruminococcaceae，Bacteroidaceaceae和Veillonellaceae）的相对丰度增加。盐度和藻生物质对汞循环基因的影响取决于基因类型和浓度。较高藻生物质输入能够增加merA丰度，降低hgcA丰度，且导致与汞循环有关的特定细菌群落的增加，从而提高参与有机物分解的细菌的丰富性。

　　相关研究成果以“Effect of salinity and algae biomass on mercury cycling genes and bacterial communities in sediments under mercury contamination: Implications of the mercury cycle in arid regions”为题发表在Environmental Pollution。本研究受到国家自然科学基金和中科院青促会项目资助。

　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.116141

不同汞污染水平下细菌merA和hgcA基因丰度的变化